Номер 9, страница 39 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 6. Знаки химических элементов. Периодическая таблица Д. И. Менделеева. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 9, страница 39.

9. Подготовьте сообщение и презентацию о других формах периодической таблицы Д. И. Менделеева.

Периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым, является одним из фундаментальных законов природы. Его графическое представление — периодическая система — мощный инструмент для предсказания свойств элементов и их соединений. Хотя в школах и университетах чаще всего используются длиннопериодная и короткопериодная формы, за всю историю химии было предложено более 700 различных вариантов изображения периодической таблицы. Каждый из них стремится подчеркнуть определенные закономерности и связи между элементами. Рассмотрим наиболее известные и интересные из этих форм.

1. Короткопериодная форма

Это исторически одна из первых и наиболее известных форм, предложенная самим Д. И. Менделеевым в 1871 году. В этой таблице периоды расположены в виде горизонтальных рядов, а группы — в виде вертикальных столбцов. Всего в ней восемь групп. Ключевая особенность заключается в том, что элементы главных (A) и побочных (B) подгрупп находятся в одном столбце. Например, в VI группе соседствуют кислород (O), сера (S) и хром (Cr), молибден (Mo). Преимуществом этой формы является её компактность. Однако главный недостаток — объединение в одной группе элементов с очень разными химическими свойствами (например, щелочного металла калия (K) и малоактивной меди (Cu) в I группе), что может вводить в заблуждение.

Ответ: Короткопериодная форма таблицы, созданная Д. И. Менделеевым, компактна, но объединяет в одних группах элементы с различными свойствами, разделяя их на главные и побочные подгруппы.

2. Длиннопериодная форма

Это наиболее распространенный сегодня вариант таблицы, рекомендованный Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). В отличие от короткой формы, здесь элементы главных и побочных подгрупп разнесены. Таблица состоит из 18 групп. Эта форма наглядно демонстрирует разделение элементов на блоки в соответствии с заполнением электронных оболочек: s-элементы (I и II группы), p-элементы (13–18 группы), d-элементы (3–12 группы, переходные металлы) и f-элементы (лантаноиды и актиноиды). Латаноиды и актиноиды обычно выносятся в отдельные строки под основной таблицей для сохранения ее компактности. Это делает таблицу удобной для изучения связи между электронным строением атома и его химическими свойствами. Главный недостаток — разрыв непрерывной последовательности элементов по атомному номеру из-за вынесенных f-элементов.

Ответ: Длиннопериодная форма наглядно отражает связь свойств элементов с их электронной конфигурацией, разделяя элементы на s-, p-, d- и f-блоки, но нарушает непрерывность последовательности элементов.

3. Лестничная таблица Шарля Жане (Left-step periodic table)

Предложенная французским учёным Шарлем Жане в 1928 году, эта форма строго основана на квантовой механике и порядке заполнения атомных орбиталей (правило Клечковского). Элементы в ней упорядочены по возрастанию суммы главного и орбитального квантовых чисел ($n+l$). Таблица имеет форму ступеней, сдвинутых влево. В ней гелий (He) располагается во 2-й группе вместе с другими s-элементами, что логично с точки зрения его электронной конфигурации ($1s^2$). Эта таблица идеально отражает структуру электронных оболочек и порядок их заполнения. Однако с химической точки зрения она менее интуитивна, так как размещает инертный гелий рядом с активными щелочноземельными металлами и отделяет его от других благородных газов.

Ответ: Лестничная таблица Шарля Жане строго упорядочивает элементы согласно их электронному строению и квантовым числам, но её структура не всегда совпадает с химической интуицией.

4. Спиральная таблица Теодора Бенфея

Эта элегантная форма была разработана химиком Теодором Бенфеем в 1964 году. Элементы в ней располагаются по разворачивающейся спирали в порядке возрастания атомного номера. Спираль начинается с водорода в центре. Витки спирали представляют периоды, а "выступы" на ней — переходные металлы, лантаноиды и актиноиды. Главное преимущество этой формы — наглядная демонстрация непрерывности последовательности элементов. В ней нет разрывов, присущих длиннопериодной форме. Она также красиво иллюстрирует появление новых типов элементов (d- и f-блоков) по мере увеличения атомного номера. Однако из-за своей необычной геометрии она менее удобна для быстрого поиска данных об элементе.

Ответ: Спиральная таблица Теодора Бенфея наглядно демонстрирует непрерывность ряда химических элементов, но является менее практичной для повседневного использования по сравнению с табличными формами.

5. Трехмерные и другие формы

Существует множество других, в том числе и трехмерных, представлений периодической системы. Например, пирамидальная таблица, где каждый слой пирамиды соответствует новому энергетическому уровню (периоду), или "Дерево Менделеева", где элементы "растут" на ветвях, расходящихся от общего ствола. Также популярны круговые и галактические таблицы, которые часто используются в образовательных и научно-популярных целях благодаря своей эстетической привлекательности. Эти формы помогают взглянуть на периодический закон под новым углом, акцентируя внимание на различных аспектах — симметрии, непрерывности или иерархии свойств.

Ответ: Трехмерные, круговые и другие альтернативные формы периодической таблицы создаются для того, чтобы визуализировать специфические закономерности и взаимосвязи между элементами, которые не всегда очевидны в стандартных таблицах.